LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA - TEKNIK ELEKTRO 2014 - UNIVERSITAS JEMBER PDF

Preview

Summary

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM ELEKTRONIKA Oleh : Kelompok 2 NAMA MAHASISWA NIM 1. Ahmad Wahyu Tri Utama 141910201030 2. Dwi Sukma Aji 141910201031 3. Drajat Kurniawan 141910201033 4. Joni Pranata 141910201034 5. Rizqi Afif 141910201036 LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN TERAPAN JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1 F...

Description

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

Oleh : Kelompok 2 1. 2. 3. 4. 5.

NAMA MAHASISWA Ahmad Wahyu Tri Utama Dwi Sukma Aji Drajat Kurniawan Joni Pranata Rizqi Afif

NIM 141910201030 141910201031 141910201033 141910201034 141910201036

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN TERAPAN JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER TAHUN 2015

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM MATAPRAKTIKUM ELEKTRONIKA

Diajukan sebagai prasyarat telah melaksanakan Praktikum dan Asistensi Matapraktikum Elektronika

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN TERAPAN JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER

Jember, 11 Desember 2015 Dosen Pembina Matapraktikum

PLP Laboratorium Elektronika Terapan

Sumardi, S.T., M.T. NIP. 19670113 199802 1 001

Kurniawan Hidayat, S.T. NRP. 760014681

iii

LEMBAR ASISTENSI

LAPORAN AKHIR MATAPRAKTIKUM ELEKTRONIKA

Diajukan sebagai prasyarat telah melaksanakan Praktikum dan Asistensi Matapraktikum Elektronika

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN TERAPAN JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER Jember, 11 Desember 2015

Nama Asisten 1. Sujarwo NIM.121910201118 2. Linda Atmawati NIM.121910201017 3. Miftah Farid NIM.121910201085 4. Sofyan Ahmadi NIM.131910201002 5. Abdur Rokhim NIM.131910201010 6. Riski Suryadi A. NIM.131910201084 7. Mirza Kurnia NIM.131910201097 8. Fathor Rohman NIM.131910201105

Tanda Tangan

iv

Nilai

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat, nikmat serta hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan ini dengan baik. Adapun laporan ini disusun sebagai prasyarat telah menempuh matapraktikum Elektronika. Dalam usaha menyelesaikan laporan ini, penulis menyadari sepenuhnya akan keterbatasan waktu dan pengetahuan, sehingga tanpa bantuan dan bimbingan dari semua pihak tidaklah mungkin berhasil dengan baik. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1. Bapak Sumardi S.T., M.T. selaku Dosen Pembina Matapraktikum yang telah memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis. 2. Bapak Kurniawan Hidayat S.T. selaku PLP Laboratorium Elektronika dan Terapan yang telah memberikan arahan kepada penulis. 3. Sujarwo, Linda Atmawati, Miftah Farid, Sofyan Ahmadi, Abdur Rokhim, Riski Suryadi A., Mirza Kurnia dan Fathor Rohman selaku asisten Laboratorium Elektronika dan Terapan yang telah banyak memberikan arahan-arahan serta bimbingan kepada penulis. 4. Rekan satu kelompok penulis yang telah banyak memberi dorongan, semangat dan motivasi kepada penulis. 5. Dan kepada semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu dan telah banyak membantu dalam penyusunan laporan ini. Mengingat keterbatasan kemampuan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa penyusunan laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, walaupun demikian penulis berharap semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca umumnya dan bagi penulis khususnya.

Jember, 5 Desember 2015

Penulis

v

DAFTAR ISI

1. Halaman Sampul.................................................................................................. i 2. Halaman Judul ..................................................................................................... ii 3. Lembar Pengesahan 4. Lembar Asistensi ................................................................................................. iii 5. Kata Pengantar ..................................................................................................... iv 6. Daftar Isi .............................................................................................................. v 7. Laporan Hasil Praktikum a. Praktikum 1. Bias Maju dan Bias Mundur .................................................... 1 b. Praktikum 2. Rangkaian Clipper Clampper .................................................. 13 c. Praktikum 3. Full Wave dan Half Wave ........................................................ 32 d. Praktikum 4. Transistor Bipolar .................................................................... 53 e. Praktikum 5. Bias Basis Transistor NPN ....................................................... 68 f. Praktikum 6. Penguat Transistor Kelas A...................................................... 82 g. Praktikum 7. Field Effect Transistor .............................................................. 97 8. Daftar Pustaka...................................................................................................... 110

vi

LAPORAN HASIL PRAKTIKUM 1 BIAS MAJU DAN BIAS MUNDUR

Oleh : Kelompok 2 1. 2. 3. 4. 5.

NAMA MAHASISWA Ahmad Wahyu Tri Utama Dwi Sukma Aji Drajat Kurniawan Joni Pranata Rizqi Afif

NIM 141910201030 141910201031 141910201033 141910201034 141910201036

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN TERAPAN JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER TAHUN 2015 2

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Tujuan 1. Mahasiswa mengerti dan mengetahui bagaimana prinsip kerja dari dioda. 2. Mahasiswa mengetahui diode bias maju dan mundur.

1.2 Latar Belakang Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu. Ketika suatu sambungan dibentuk dari bahan semikonduktor tipe-P dan tipe-N, perangkat yang dihasilkan disebut diode. Komponen ini memberikan resistansi sangat rendah terhadap aliran arus pada satu arah dan resistansi yang sangat tinggi terhadap aliran arus pada arah yang berlawanan. Karakteristik ini memungkinkan dioda untuk memberikan tanggapan yang berbeda sesuai arah arus yang mengalir di dalamnya. Dioda sebagai salah satu komponen aktif juga sangat populer digunakan dalam rangkaian elektronika, karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya : penyearah setengah gelombang (Half-Wave Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier). Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N. Dioda-dioda seringkali dikelompokkan menjadi jenis sinyal dan jenis rectifiernya sesuai dengan bidang aplikasi utamanya. Diode sinyal membutuhkan karakteristik bias maju yang jatuh tegangan maju yang rendah. Diode sinyal membutuhkan karakteristik bias maju yang konsisten dengan jatuh tegangan maju yang rendah. Dioda rectifier harus dapat menangani tegangan balik yang tinggi dan tegangan maju yang besar. Dalam praktikum ini, kita akan mengukur tegangan dari sebuah dioda yaitu dioda IN 4007 dan menggambarkan kurva yang dihasilkan dan membandingkannya apakah sama dengan kurva yang kita pelajari di teori. 2

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Landasan Teori Sebuah dioda dibangun dari 2 macam semikonduktor ekstrinsik (yaitu tipe N dan tipe P). Kedua macam tipe semikonduktor tersebut digabungkan dengan teknik tertentu sehingga menjadi komponen elektronika yang sering disebut sebagai dioda. Dari namanya “di“ menunjukkan dua dan elektroda. Gambar dua daerah semikonduktor pada dioda dan simbol dioda pada gambar dibawah ini:

Gambar 1 Simbol dan Skema Dioda Satu sisi dari dioda disebut anoda, yang lain katoda. Katoda ada pada ujung depan dari segitiga. Komponen dioda sering berbentuk silinder kecil dan biasa diberi lingkaran pada katoda untuk menunjukkan posisi garis dalam lambang. Ketika anoda mendapatkan voltase yang lebih positif dari pada katoda, maka arus bisa mengalir dengan bebas. Dalam situasi ini dikatakan dioda dibias maju (forward bias). Kalau voltase dibalikkan, berarti katoda positif terhadap anoda, arus tidak bisa mengalir kecuali suatu arus yang sangat kecil. Dalam situasi ini dikatakan dioda dibias mundur (reverse bias). Arus yang mengalir ketika dioda dibias mundur disebut arus balik atau arus bocor dari dioda dan arus itu begitu kecil sehingga dalam kebanyakan rangkaian bisa diabaikan. Supaya arus bisa mengalir ke arah maju, voltase harus sebesar ≈ 0,7 V pada dioda Silikon dan ≈ 0,3 V pada dioda Germanium. Dioda banyak jenisnya antara lain : dioda penyearah, Light Emitting Diode, Photo Diode, Dioda Zener, Dioda Varactor dan Dioda Scotchy. Yang masing-masing mempunyai karakteristik tertentu. 3

BAB III METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Gambar Rangkaian a. Bias Maju

Gambar 2 Rangkaian Bias Maju b. Bias Mundur

Gambar 3 Rangkaian Bias Mundur

4

3.2 Alat dan Bahan 1. Power supply

1 buah

2. Resistor

1 buah

3. AVOmeter

2 buah

4. Jumper

secukupnya

3.3 Prosedur Kerja A. Menentukan karakteristik dioda bias maju : 1. Merakit rangkaian dioda dibias maju pada project board seperti gambar. 2. Menghubungkan catu daya DC dengan rangkaian yang telah dirakit. 3. Mengatur tegangan masukan seperti tabel. 4. Mengukur nilai VD dan ID. 5. Mencatat hasil pengukuran. 6. Membuat grafik tegangan VD fungsi dari arus ID dari dioda yang dibias maju. B. Menentukan karakteristik dioda bias mundur : 1. Merakit rangkaian dioda dibias mundur pada project board seperti dalam gambar. 2. Menghubungkan catu daya DC dengan rangkaian yang telah dirakit. 3. Mengatur tegangan masukan dengan nilai seperti Tabel. 4. Mengukur nilai VD dan ID. 5. Mencatat hasil pengukuran. 6. Membuat grafik tegangan VD fungsi dari arus ID dari dioda yang dibias mundur

5

BAB IV ANALISA DATA

4.1 Data Hasil Percobaan 4.1.1 Bias Maju No. 1 2 3 4 5 6 7 8

VD (V) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

ID (mA) 0 0 0 0 0,1 0,25 0,35 0,60

4.2.2 Bias Mundur No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

VD (V) 0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 -1,2 -1,4 -1,6 -1,8 -2,0

ID (mA) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

6

4.2 Analisa Pembahasan Pada praktikum Rangkaian Elektronika ini, kami melakukan pengukuran tegangan dan arus pada dioda yang dirangkai secara forward bias dan reverse bias. Sekilas pengertian tentang dioda, diode merupakan komponen elektronika aktif yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi forward bias) dan menghambat arus dari sebaliknya (kondisi reverse bias). Terdapat 2 jenis bahan dalam pembuatan diode, yaitu bahan Germanium dan Silikon di mana 2 bahan tersebut memiliki karakteristik masing-masing. Pada diode Germanium, supaya arus bias mengalir maju, tegangan pada diode harus lebih dari atau sama dengan sebesar 0,3V. Sedangkan pada diode Silikon, supaya arus bias mengalir maju, tegangan pada diode harus lebih dari atau sama dengan 0,7V. Dioda sedang dibias maju atau dalam kondisi forward bias apabila anoda mendapat tegangan yang lebih positif dari katoda, sehingga arus bias mengalir dengan bebas. Jika kondisinya dibalik (katoda lebih positif dari anoda), maka arus tidak bias mengalir kecuali arus yang sangat kecil. Dalam kondisi ini, diode dikatakan sedang atau dalam kondisi reverse bias. Dalam praktikum ini, kami memerlukan alat dan bahan sebagai berikut. Satu buah power supply, 1 buah resistor berukuran atau bernilai sebesar 330Ω, 2 buah AVOmeter, 1 buah diode, dan kabel jumper sederhana. Adapun fungsi dari masing-masing alat dan bahan di atas yaitu, power supply sebagai penyedia sumber tegangan dan arus pada rangkaian. Resistor berfungsi sebagai penghambat pada rangkaian, AVOmeter digunakan sebagai alat ukur tegangan, dan yang satu lainnya digunakan untuk mengukur arus yang mengalir dari diode. Diode sebagai objek pengukuran dalam praktikum, dan kabel jumper sebagai penghubung atau media untuk merangkai komponen sesuai rangkaian yang diberikan. Langkah pertama yaitu merangkai rangkaian yang akan di coba yaitu bias maju terlebih dahulu. Kemudian kita nyalakan power supply dan pasang voltmeter pada keluaran power supply untuk melihat tegangan yang dibutuhkan. Hubungkan catu daya DC pada rangkaian. Pengambilan data yang pertama untuk bias maju sebesar 0 Volt. Lalu amperemeter disusun secara seri pada rangkaian bias maju. Kemudian lihat nilai yang muncul. Amperemeter diatur pada skala 2,5 mA dan voltmeter pada skala 0,5 Volt. Kemudian kita amati amperemeter dan didapatkan hasil tidak ada persimpangan jarum atau dengan kata lain nilai arusnya 0 mA. Pengambilan data yang kedua untuk bias maju sebesar 0,1 Volt. Caranya sama seperti sebelumnya yaitu atur tegangan power supply sebesar 0,1 7

Volt, kemudian di amati pergerakan jarum pada amperemeter untuk melihat berapa besar arus yang mengalir. Data yang didapatkan untuk tegangan 0,1 Volt yaitu sebesar 0 mA karena tidak ada persimpangan sama sekali. Pengambilan data yang ketiga sebesar 0,2 Volt. Caranya sama seperti sebelumnya yaitu atur tegangan power supply sebesar 0,1 Volt, kemudian di amati pergerakan jarum pada amperemeter untuk melihat berapa besar arus yang mengalir. Data yang didapatkan untuk tegangan 0,2 Volt yaitu sebesar 0 mA karena tidak ada persimpangan sama sekali. Pengambilan data yang keempat sebesar 0,3 Volt, kemudian di amati pergerakan jarum pada amperemeter untuk melihat berapa besar arus yang mengalir. Data yang didapatkan untuk tegangan 0,3 Volt yaitu sebesar 0 mA karena tidak ada persimpangan sama sekali. Pengambilan data yang kelima sebesar 0,4 Volt. Caranya sama seperti sebelumnya yaitu atur tegangan power supply sebesar 0,4 Volt, kemudian di amati pergerakan jarum pada amperemeter untuk melihat berapa besar arus yang mengalir. Data yang didapatkan untuk tegangan 0,4 Volt yaitu sebesar 0,1 mA karena ada persimpangan. Pengambilan data yang keenam sebesar 0,5 Volt, kemudian di amati pergerakan jarum pada amperemeter untuk melihat berapa besar arus yang mengalir. Data yang didapatkan untuk tegangan 0,5 Volt yaitu sebesar 0,25 mA karena ada persimpangan. Pengambilan data yang ketujuh sebesar 0,6 Volt, kemudian di amati pergerakan jarum pada amperemeter untuk melihat berapa besar arus yang mengalir. Data yang didapatkan untuk tegangan 0,6 Volt yaitu sebesar 0,35 mA karena ada persimpangan. Pengambilan data yang kedelapan sebesar 0,7 Volt, kemudian di amati pergerakan jarum pada amperemeter untuk melihat berapa besar arus yang mengalir. Data yang didapatkan untuk tegangan 0,7 Volt yaitu sebesar 0,60 mA karena ada persimpangan. Percobaan yang kedua yaitu rangkaian dioda dibias mundur, pada sumber tegangan dibalik antara positif dan negatif atau diubah posisi diodanya. Pengambilan data menggunakan tegangan sebesar 0 Volt hingga (-2,0) Volt dengan langkah yang sama seperti pada percobaan pertama. Setelah dilakukan pengambilan data dengan semua tegangan ternyata tidak terjadi penyimpangan jarum pada amperemeter. Hal ini terjadi karena sumber tegangan positif bertemu dengan katoda maka dianggap saklar terbuka sehingga arus tidak dapat melewati amperemeter dan menimbulkan tidak adanya penyimpangan jarum. Dari beberapa data yang didapatkan dari kedua percobaan tersebut maka dapat ditarik kesimpulan bahwa untuk rangkaian dibias maju ketika tegangan 0 Volt hingga 0,3 Volt, arus 8

yang didapatkan sebesar 0 mA. Hal ini dikarenakan dioda yang digunakan adalah dioda berbahan silikon dengan minimum tegangan 0,7 Volt tetapi pada saat diberi tegangan 0,4 – 0,7 Volt sudah mengalirkan arus, ini dikarenakan ada pembawa minoritas yang menyebabkan timbulnya arus yang kecil. Pada rangkaian dioda dibias mundur dengan nilai tegangan minus didapatkan hasil arus 0 mA. Peristiwa ini terjadi karena kutub positif sumber tegangan bertemu dengan dioda bagian katoda, hal ini sering di ibaratkan sebagai saklar terbuka.

9

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan Dari praktikum Rangkaian Elektronika tentang bias maju dan bias mundur yang kami lakukan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Semakin dekat nilai tegangan dengan nilai tegangan kaki maka nilai arusnya akan semakin besar. Pada rangkaian dibias maju, seperti pada tegangan 0,4 V dengan nilai tegangan kaki 0,7 V didapatkan arus sebesar 0,1 mA. 2. Nilai tegangan kaki telah terpenuhi maka nilai arusnya mengalir secara derastis. Terbukti sebelum tegangan kaki, dioda dengan tegangan 0,6 V arusnya 0,35 mA tetapi setelah tegangan 0,7 arusnya sebesar 0,60 mA. 3. Dari data peningkatan arus pada rangkaian dibias maju dapat diketahui bahwa dioda yang digunakan adalah dioda silikon karena ketika tegangan dioda 0,7 V nilai arusnya meningkat secara derastis sebesar 0,60 mA. 4. Arus bernilai sebanding dengan tegangan sumber yang digunakan. Terbukti pada tegangan 0,4 V arusnya bernilai 0,1 mA. 5. Dalam kondisi reverse bias, pada dioda belum ada arus yang mengalir biarpun tegangan pada dioda 2 V. Hal ini karena nilai breakdown voltage belum tercapai dan dioda dianggap pada posisi terbuka.

10

LAMPIRAN

LAPORAN HASIL PRAKTIKUM 2 RANGKAIAN CLIPPER DAN CLAMPPER

Oleh : Kelompok 2 1. 2. 3. 4. 5.

NAMA MAHASISWA Ahmad Wahyu Tri Utama Dwi Sukma Aji Drajat Kurniawan Joni Pranata Rizqi Afif

NIM 141910201030 141910201031 141910201033 141910201034 141910201036

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN TERAPAN JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER TAHUN 2015

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Tujuan 1. Mahasiswa mampu mengaplikasi dioda pada rangkaian clipper. 2. Mahasiswa mampu mengaplikasi dioda pada rangkaian clampper.

1.2 Latar Belakang Penggunaan elektronika pada saat ini sudah sangat luas dan maju dengan begitu pesatnya seiring dengan munculnya beragam inovasi yang terus-menerus dan tiada hentinya. Penggunaan komponen elektronika secara luas telah mencakup ke segala bidang kehidupan manusia yang semakin canggih dan semakin mudah dalam penggunaan komponen elektronika tersebut. Misalnya saja penggunaan dioda yang digunakan untuk alat-alat elektronika, misalnya untuk alat ukur osiloskop, komponen-komponen tersebut sangat sering kita jumpai dalam kehidupan kita sehari-hari karena merupakan komponen utama dalam rangkaian alat elektronika. Untuk itu kita akan membahas tentang komponen-komponen yang ada didalam suatu dioda, misalnya clipper, clamper. Tidak hanya ini disini akan dibahas mengenai pengertian secara terperinci dari komponen-komponen dalam dioda tersebut. Lalu mengenai klasifikasi dari komponen yang terdapat pada clipper, clamper, beserta cara kerjanya juga akan di bahas lebih mendalam lagi. Serta penerapan komponen-komponen dioda tersebut dalam kehidupan sehari-hari. Di dalam suatu rangkaian elektronika juga terdapat dua komponen yaitu komponen aktif dan komponen pasif. Komponen aktif merupakan komponen yang dapat bekerja apabila ada catu daya dulu, contohnya: transistor dan dioda. Sedangkan komponen pasif merupakan komponen yang dapat bekerja tanpa ada catu daya, contohnya: resistor, potensio, kapasitor dan induktor. Dioda dan transistor adalah komponen elektronika yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian dan dioda biasanya digunakan sebagai rangkaian rectifier,rangkaian clipper, dan rangkaian clamper. Selain berfungsi untuk menyimpan arus, transistor dapat digunakan pada rangkaian saklar. Dari komponenkomponen tersebut terdapat berbagai fungsi dan kegunaan pada rangkaian elektronika.

14

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Landasan Teori Rangkaian dioda pemotong (Clipper) juga dikenal sebagai Pembatas tegangan (voltage limiter). Rangkaian ini digunakan untuk membatasi tegangan sinyal input pada suatu level tegangan tertentu. Rangkaian ini berguna untuk pembentukan sinyal dan juga untuk melindungi rangkaian dari sinyal-sinyal yang tidak diinginkan. Beberapa aplikasi dari pembatas tegangan adalah noise limiter dan audio limiter. Rang...